Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy đóng tàu Bến Kiền

1 MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY BẾN KIỀN 1.1. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY 2 1.2. TÊN GỌI VÀ ĐỊA CHỈ 2 1.3. LĨNH VỰC SẢN XUẤT KINH DOANH 2 1.4. CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ VÀ HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT KINH DOANH 3 1.5. BỘ MÁY TỔ CHỨC CỦA NHÀ MÁY 3 CHƢƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TỪNG PHÂN XƢỞNG 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 6 2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ 7 2.3. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG VỎ 2 14 2.4. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG VỎ 1 20 2.5. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG ĐIỆN MÁY 26 2.6. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG HẠ LIỆU 29 2.7. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG MỘC 32 2.8. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TOÀN NHÀ MÁY 35 2 Trang 2.9. BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI CỦA CÁC PHÂN XƢỞNG VÀ NHÀ MÁY 35 CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ MÁY ĐÓNG TÀU BẾN KIỀN 3.1. CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP VẬN HÀNH 39 3.2. TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN 40 3.3. XÁC ĐỊNH SỐ LƢỢNG, DUNG LƢỢNG CÁC MÁY BIẾN ÁP 41 3.4. CÁC PHƢƠNG ÁN ĐI DÂY MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY 43 3.5. TÍNH TOÁN SO SÁNH CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CHO 2 PHƢƠNG ÁN 45 3.6. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 49 3.7. CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ 52 CHƢƠNG 4. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ 4.1. PHỤ TẢI CỦA PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ 60 4.2. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ 60 4.3. CHỌN TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC 63 CHƢƠNG 5. TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY 5.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 71 5.2. CHỌN THIẾT BỊ BÙ 72 5.3. XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƢỢNG BÙ 73 5.4. CHỌN KIỂU LOẠI VÀ DUNG LƢỢNG TỤ 76 CHƢƠNG 6. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO MẠNG ĐIỆN PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ 6.1. MỤC ĐÍCH VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA CHIẾU SÁNG 79 6.2. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 79 3 Trang 6.3. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG 82 6.4. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG 83 CHƢƠNG 7. THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ B3 7.1. LOẠI HÌNH XÂY DỰNG TRẠM 87 7.2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA TRẠM 87 7.3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƢỞNG B3 94 KẾT LUẬN 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 LỜI MỞ ĐẦU Điện năng là dạng năng lƣợng có nhiều ƣu điểm nhƣ dễ dàng chuyển thành các dạng năng lƣợng khác nhƣ nhiệt năng, cơ năng, hoá năng..., dễ truyền tải và phân phối. Chính vì vậy điện năng đƣợc sử dụng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt động của con ngƣời. Điện năng là năng lƣợng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện quan trọng để phát triển các khu đô thị và khu dân cƣ. Vì lý do đó khi lập kế 4 hoạch phát triển kinh tế xã hội thì kế hoạch phát triển điện năng phải đi trƣớc một bƣớc nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng trƣớc mắt và trong tƣơng lai. Đặc biệt trong ngành kinh tế nƣớc ta hiện nay đang chuyển dần từ một nƣớc nông nghiệp sang công nghiệp, máy móc dần thay thế cho sức lao động của con ngƣời. Để thực hiện đƣợc chính sách công nghiệp hoá, hiện đại hoá các ngành nghề thì không thể tách rời đƣợc việc nâng cấp và cải tiến hệ thống cung cấp điện để có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu tăng trƣởng không ngừng về điện. Là một sinh viên ngành điện, cùng với kiến thức đã học tại bộ môn Điện công nghiệp - Trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phòng em đã đƣợc nhận đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy đóng tàu Bến Kiền”. Đồ án này đã giúp em bƣớc đầu có kinh nghiệm về thiết kế cung cấp điện, điều này không thể thiếu đƣợc sự giúp đỡ của các thầy, cô những ngƣời đi trƣớc giàu kinh nghiệm. Qua đây em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hƣớng dẫn Nguyễn Trọng Thắng cùng thầy Ngô Quang Vĩ đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY CÔNG NGHIỆP TÀU THỦY BẾN KIỀN 1.1. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY 5 Công ty công nghiệp tàu thủy Bến Kiền đƣợc thành lập và hoạt động theo luật doanh nghiệp nhà nƣớc, đã đƣợc chính phủ nƣớc cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam thông qua và công ty chính thức đi vào hoạt động sản xuất kinh doanh ngày 01/01/1985. Công ty là công ty trách nhiệm hữu hạn nhà nƣớc một thành viên thuộc tập đoàn công nghiệp tàu thủy Việt Nam VINASHIN. Công ty có tƣ cách pháp nhân đầy đủ, có con dấu riêng và đƣợc mở tài khoản tại ngân hàng. Công ty đƣợc nhà nƣớc bảo hộ và đƣợc phép tồn tại lâu dài và tính sinh lợi hợp pháp của việc kinh doanh. Công ty hoạt động theo và tuân thủ theo quy định của pháp luật. Công ty có quyền kinh doanh và chủ động trong mọi hoạt động kinh doanh, quyền sở hữu trí tuệ, tài sản hợp pháp và các lợi ích hợp pháp khác. Các quyền lợi của công ty đƣợc pháp luật thừa nhận và bảo vệ. 1.2. TÊN GỌI VÀ ĐỊA CHỈ Công ty trách nhiệm hữu hạn nhà nƣớc một thành viên công nghiệp tàu thủy Bến Kiền. Tên giao dịch quốc tế: BEN KIEN SHIP BUILDING INDUSTRY CORPORATION ( VINASHIN BEN KIEN) Địa chỉ: Xã An Hồng – Huyện An Dƣơng – Tp.Hải Phòng. Điện thoại: 0313850462 Fax 0313850004 1.3. LĨNH VỰC SẢN XUẤT KINH DOANH Đóng mới và sửa chữa các loại tàu thủy phục vụ du lịch, cứu hộ, chở hàng hóa, tàu hút bùn… Công ty có thể đóng tàu có trọng tải lớn nhất đạt 16800 tấn. Doanh thu của nhà máy năm 2009 đạt 671.382.115.097 đồng. 1.4. CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ VÀ ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT KINH DOANH 1.4.1. Chức năng: 6 Công ty có chức năng đóng mới và sửa chữa các loại tàu biển cung cấp các sản phẩm phục vụ đóng tàu góp phần thúc đẩy phát triển nền kinh tế quốc dân. 1.4.2. Nhiệm vụ: Tổ chức sản xuất kinh doanh đúng với đăng ký kinh doanh, nhằm đảm bảo các yêu cầu sau: Thúc đẩy doanh nghiệp phát triển đảm bảo đời sống cho ngƣời lao động. Thực hiện đầy đủ các nghĩa vụ đối với nhà nƣớc. Phân phối kết quả lao động, chăm lo đời sống cho cán bộ công nhân viên trong nhà máy kể cả vật chất lẫn tinh thần. Quản lý tốt cán bộ, công nhân viên của công ty bồi dƣỡng chuyên môn nghiệp vụ để sản xuất kinh doanh của công ty đạt hiệu quả cao nhất. Tổ chức tiếp nhận đóng mới và sửa chữa các loại tàu biển theo năng lực của nhà máy. 1.4.3. Đặc điểm hoạt động sản xuất kinh doanh của công ty: Công ty có tƣ cách pháp nhân đầy đủ, có con dấu riêng, đƣợc mở tài khoản tại ngân hàng, đƣợc đăng ký kinh doanh theo nhiệm vụ quy định, đƣợc ký kết hợp đồng kinh tế với tất cả các chủ thể kinh tế trong và ngoài nƣớc. 1.5. BỘ MÁY TỔ CHỨC CỦA NHÀ MÁY Công ty TNHH NN MTV CNTT Bến Kiền có tổng số 1450 cán bộ công nhân viên. Trong đó đứng đầu là chủ tịch hội đồng quản trị, tổng giám đốc trực tiếp điều hành sản xuất kinh doanh của công ty và phía dƣới là các phòng ban chức năng, phân xƣởng sản xuất. * Sơ đồ bộ máy của công ty: CHỦ TỊCH HĐQT TỔNG GIÁM ĐỐC PTGĐ K.DOANH PTGĐ KỸ THUẬT PTGĐ SẢN XUẤT 7 Hình 1.1: Sơ đồ bộ máy nhà máy đóng tàu Bến Kiền Bảng 1.1: Phụ tải của nhà máy đóng tàu Bến Kiền STT Tên phân xƣởng Công suất đặt ( kW) Diện tích (m 2 ) 1 PX cơ khí Theo tính toán 5.714 2 PX vỏ 1 Theo tính toán 3.502 3 PX vỏ 2 Theo tính toán 6.120 4 PX điện máy Theo tính toán 5.714 5 PX hạ liệu Theo tính toán 2.700 6 PX mộc 150 5.714 7 PX phun sơn 100 2.592 8 Khu nhà văn phòng 150 1.170 9 Kho tổng hợp 50 1.080 10 Nhà ở công nhân viên (4 tầng) 100 1.685 P.K.DOANH P.TCKT P.KTCN P.VTVT P.S.XUẤT P.KCS PX.VỎ 3 PX.VỎ 2 PX.VỎ 1 PX.HẠ LIỆU X.S.C.THÉP PX.ÂU ĐÀ PX.VỎ 4 PX.VỎ 5 PX.Đ.MÁY PX.ỐNG 1 B.A.TOÀN CTY S.CHỮA XN.C.KHÍ PX.ỐNG 2 P.XDCB PX.T.TRÍ 8 4 1 2 m 672m Hƣớng điện đến 9 8 6 5 4 1 3 2 7 10 Tỷ lệ:1/4000 Hình 1.2: Sơ đồ mặt bằng nhà máy đóng tàu Bến Kiền 9 CHƢƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TỪNG PHÂN XƢỞNG 2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay có rất nhiều phƣơng pháp tính toán phụ tải, thông thƣờng những phƣơng pháp đơn giản việc tính toán thuận tiện lại cho kết quả không chính xác. Do đó theo yêu cầu cụ thể, nên chọn phƣơng pháp tính toán hợp lý. Thiết kế cung cấp điện cho các phân xƣởng bao gồm 2 giai đoạn: + Giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế + Giai đoạn bản vẽ thi công Trong giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế (hoặc thiết kế kỹ thuật) ta tính sơ bộ gần đúng phụ tải điện dựa trên cơ sở tổng công suất đã biết của các hộ tiêu thụ (bộ phận phân xƣởng). Ở giai đoạn thiết kế thi công, ta tiến hành xác định chính xác phụ tải điện dựa vào số liệu cụ thể về các hộ tiêu thụ của các bộ phận phân xƣởng… Nguyên tắc chung để tính phụ tải của hệ thống điện là tính từ thiết bị dùng điện ngƣợc trở về nguồn, tức là tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện. Sau đây là 1 vài hƣớng dẫn về cách chọn phƣơng pháp tính: Để xác định phụ tảu tính toán của các hộ tiêu thụ riêng biệt ở các điểm nút điện áp U<1000 V trong lƣới điện phân xƣởng nên dùng phƣơng pháp số thiết bị sử dụng hiệu quả nhq bởi vì phƣơng pháp này có kết quả tƣơng đối chính xác, hoặc theo phƣơng pháp thống kê. Để xác định phụ tải cấp cao của hệ thống cung cấp điện, tức là tính từ thanh cái các phân xƣởng hoặc thanh cái trạm biến áp đƣờng dây cung cấp 10 cho xí nghiệp, ta nên áp dụng phƣơng pháp dựa trên cơ sở giá trị trung bình và các hệ số kmax, khd Khi tính toán sơ bộ ở giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế với các cấp cao của hệ thống cung cấp điện có thể sử dụng phƣơng pháp tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu knc.Trong 1 số trƣờng hợp cá biệt thì có thể tính theo phƣơng pháp suất phụ tải trên 1 đơn vị sản xuất. Ở phạm vi đồ án này ta chọn phƣơng pháp số thiết bị sử dụng điện hiệu quả để tính toán phụ tải động lực cho các phân xƣởng theo từng nhóm thiết bị và theo từng công đoạn (còn gọi là phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb hay phƣơng pháp sắp xếp theo biểu đồ). Khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán hoặc khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phƣơng pháp tƣơng đối đơn giản kể trên thì ta dùng phƣơng pháp này. Công thức tính nhƣ sau: Ptt = kmax.ksd.Pđm Trong đó: Ptt: Công suất tính toán kmax: Hệ số cực đại ksd: Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị Phƣơng pháp này cho kết quả tƣơng đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu quả nhq chúng ta xét đến một loạt các yếu tố quan trọng nhƣ ảnh hƣởng của số lƣợng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng nhƣ sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng. 2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ 2.2.1. Phân nhóm phụ tải cho phân xƣởng cơ khí Phụ tải của phân xƣởng gồm 2 loại: phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng. Để có số liệu cho việc tính toán thiết kế sau này ta chia các thiết bị trong phân xƣởng ra làm từng nhóm. Việc chía nhóm đƣợc căn cứ theo các nguyên tắc sau: 11 Các thiết bị gần nhau đƣa vào 1 nhóm Một nhóm tốt nhất nên có các thiết bị n ≤ 8 Đi dây thuận lợi không đƣợc chồng chéo, góc lƣợn của ống phải nhỏ hơn 120o Ngoài ra kết hợp với công suất của các nhóm gần bằng nhau Bảng 2.1: Bảng phân nhóm các phụ tải phân xƣởng cơ khí TT Tên nhóm và tên thiết bị Ký hiệu trên mặt bằng Số lƣợng Công suất đặt ( kW) Toàn bộ (kW) Nhóm 1 1 Máy phay thông dụng 1 1 1,1 1,1 2 Máy tiện vạn năng 2 1 10 10 3 Máy tiện vạn năng 3 2 14 28 4 Máy phay lăn răng 4 1 10 10 5 Máy tiện Rơvonve 5 1 5,6 5,6 6 Máy tiện băng dài 6 2 19,5 39 Cộng theo nhóm 1 8 93,7 Nhóm 2 7 Máy cắt ren 7 1 2,8 2,8 8 Máy tiện vạn năng 8 1 20 20 9 Máy tiện pháo đài 9 1 14 14 10 Máy tiện băng dài 10 1 14,5 14,5 11 Máy tiện đứng 11 1 34,4 34,4 12 Máy bào sọc 12 1 7.8 7,8 Cộng theo nhóm 2 6 93,5 Nhóm 3 13 Máy tiện đứng 13 1 50,4 50,4 14 Máy tiện Rơvonve1341 14 1 16 16 15 Máy tiện Rơvonve 15 1 4,7 4,7 16 Máy tiện băng dài 16 1 30,8 30,8 17 Máy mài phẳng 17 1 4,6 4,6 18 Máy khoan cần 18 1 5,5 5,5 Cộng theo nhóm 3 6 112 Nhóm 4 19 Máy phay thông dụng 19 1 15,7 15,7 20 Máy phay thông dụng 20 1 7,8 7,8 12 Tiếp bảng 2.1 21 Máy phay thông dụng 21 2 10 20 22 Máy doa ngang 22 1 47,5 47,5 23 Máy khoan đứng 23 1 7 7 24 Máy bào răng côn 24 1 6,3 6,3 Cộng theo nhóm 4 7 104,3 Nhóm 5 25 Máy phay lăn răng 25 1 60 60 26 Máy mài tròn ngoài 26 1 8,7 8,7 27 Máy doa ngang 27 1 14 14 28 Máy khoan cần 28 1 10 10 29 Máy phay lăn răng 29 1 10,9 10,9 30 Máy tiện cụt 30 1 14 14 Cộng theo nhóm 5 6 117,6 Nhóm 6 31 Máy mài tròn ngoài 31 1 23 23 32 Máy ép thuỷ lực 32 1 12 12 33 Máy tiện Rơvonve 33 2 32 64 34 Máy tiện băng dài 34 1 19,5 19,5 Cộng theo nhóm 6 5 118,5 2.2.2. Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm phụ tải a) Tính toán cho nhóm 1 TT Tên nhóm và tên thiết bị Ký hiệu trên mặt bằng Số lƣợng Công suất đặt ( kW) Toàn bộ (kW) Nhóm 1 1 Máy phay thông dụng 1 1 1,1 1,1 2 Máy tiện vạn năng 2 1 10 10 3 Máy tiện vạn năng 3 2 14 28 4 Máy phay lăn răng 4 1 10 10 5 Máy tiện Rơvonve 5 1 5,6 5,6 6 Máy tiện băng dài 6 2 19,5 39 Cộng theo nhóm 1 8 93,7 13 Tra PL 1.3 sách “Thiết kế cấp điện” Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm tìm đƣợc Cosφ = 0,6 Ta có n = 8 và n1 = 6 khi đó n* = n n1 = 8 6 = 0,75 Ta lại có P1 = 10 + 28 + 10 + 39 = 87 (kW) và P∑ = 93,7 (kW) do đó P* = 1p p = 7,93 87 = 0,93 Tra bảng tìm nhp * (sách “Thiết kế cấp điện” Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm, trang 255) ta đƣợc nhq * = 0,85 Do đó nhq= nhq * . n = 0,85 . 8 = 6,8 Với ksd = 0,3 và nhq = 6,8 ta tra bảng tìm kmax (sách “Thiết kế cấp điện” Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm, trang 256) ta đƣợc kmax = 1,8 Phụ tải tính toán của nhóm: Ptt = ksd . kmax . P∑ = 0,3 . 1,8 . 93,7 = 50,6 (kW) Qtt = Ptt . tgφ = 50,6 . 1,33 = 67,47 (kVAr) Stt = Ptt / Cosφ = 50,6 / 0,6 = 84,33 (kVA) Tính toán tƣơng tự cho các nhóm phụ tải còn lại. Ta có bảng tổng kết phụ tải điện phân xƣởng cơ khí: 14 Tên nhóm và thiết bị Ký hiệu trên bản vẽ Số lƣợng Pđm (kW) dm max dm min P = P m Ksd Cosφ/ tgφ nhq Kmax Ptt (kW) Qtt (kVAr) Stt (kVA) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhóm 1 0,6/1,33 Máy phay thông dụng 1 1 1,1 0,3 0,6/1,33 Máy tiện vạn năng 2 1 10 0,3 0,6/1,33 Máy tiện vạn năng 3 2 2.14 0,3 0,6/1,33 Máy phay lăn răng 4 1 10 0,3 0,6/1,33 Máy tiện Rơvonve 5 1 5,6 0,3 0,6/1,33 Máy tiện băng dài 6 2 2.19,5 0,3 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 1 8 93,7 17,73 0,3 0,6/1,33 6,8 1,8 50,6 67,47 84,33 Nhóm 2 Máy cắt ren 7 1 2,8 0,3 0,6/1,33 Máy tiện vạn năng 8 1 20 0,3 0,6/1,33 Máy tiện pháo đài 9 1 14 0,3 0,6/1,33 Máy tiện băng dài 10 1 14,5 0,3 0,6/1,33 Máy tiện đứng 11 1 34,4 0,3 0,6/1,33 Máy bào sọc 12 1 7.8 0,3 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 2 6 93,5 12,29 0,3 0,6/1,33 3,96 2,14 60,03 79,84 100 Nhóm 3 Máy tiện đứng 13 1 50,4 0,3 0,6/1,33 Máy tiện Rowvonve1341 14 1 16 0,3 0,6/1,33 Máy tiện Rơvonve 15 1 4,7 0,3 0,6/1,33 15 Máy tiện băng dài 16 1 30,8 0,3 0,6/1,33 Máy mài phẳng 17 1 4,6 0,3 0,6/1,33 Máy khoan cần 18 1 5,5 0,3 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 3 6 112 10,96 0,3 0,6/1,33 3,18 100,8 134,1 168 Nhóm 4 Máy phay thông dụng 19 1 15,7 0,3 0,6/1,33 Máy phay thông dụng 20 1 7,8 0,3 0,6/1,33 Máy phay thông dụng 21 2 2.10 0,3 0,6/1,33 Máy doa ngang 22 1 47,5 0,3 0,6/1,33 Máy khoan đứng 23 1 7 0,3 0,6/1,33 Máy bào răng côn 24 1 6,3 0,3 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 4 7 104,3 7,54 0,3 0,6/1,33 2,17 93,87 124,8 156,5 Nhóm 5 Máy phay lăn răng 25 1 60 0,3 0,6/1,33 Máy mài tròn ngoài 26 1 8,7 0,3 0,6/1,33 Máy doa ngang 27 1 14 0,3 0,6/1,33 Máy khoan cần 28 1 10 0,3 0,6/1,33 Máy phay lăn răng 29 1 10,9 0,3 0,6/1,33 Máy tiện cụt 30 1 14 0,3 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 5 6 117,6 6,9 0,3 0,6/1,33 3,66 2,14 75,5 100,4 125,8 Nhóm 6 Máy mài tròn ngoài 31 1 23 0,3 0,6/1,33 Máy ép thuỷ lực 32 1 12 0,3 0,6/1,33 16 Máy tiện Rơvonve 33 2 2.32 0,3 0,6/1,33 Máy tiện băng dài 34 1 19,5 0,3 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 6 5 118,5 2,67 0,3 0,6/1,33 4,45 2 71,1 94,56 118,5 17 2.2.3. Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xƣởng cơ khí Phụ tải chiếu sáng của phân xƣởng cơ khí xác định theo phƣơng pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích: Pcs = po . F Trong đó: po: Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m 2 ) F: Diện tích đƣợc chiếu sáng (m2) Phân xƣởng cơ khí có diện tích S = 5714m2 Tra bảng PL 1.2 và PL 1.3 sách “Thiết kế cấp điện” Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm với phân xƣởng cơ khí có knc = 0,3, cosφ = 0,6, po = 14 (W/m 2 ) Pcs = po . F = 14 . 5714 = 80 (kW) 2.2.4. Xác định phụ tải tính toán toàn phân xƣởng Phụ tải tác dụng (động lực) toàn phân xƣởng: Pđl = kđt . 6 1 Ptti = 0,7 ( 71,1 + 75,5 + 93,87 + 100,8 + 60,03 + 50,6 ) = 316,3 (kW) Trong đó Kđt là hệ số đồng thời của toàn phân xƣởng, lấy Kđt = 0,7 Phụ tải phản kháng của phân xƣởng: Qđl = Pđl . tgφ = 316,3 . 1,33 = 420,68 (kVAr) Phụ tải tính toán tác dụng toàn phân xƣởng: Ptt = Pđl + Pcs = 316,3 + 80 = 396,3 (kW) Phụ tải tính toán phản kháng toàn phân xƣởng: Qtt = Qđl = 420,68 (kVAr) Phụ tải tính toán toàn phần của phân xƣởng: Stt = 22 tttt QP = 22 68,4203,396 = 578 (kVA) 2.3. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG VỎ 2 2.3.1. Phân nhóm phụ tải 18 Bảng 2.3: Bảng phân nhóm các phụ tải phân xƣởng vỏ 2 TT Tên nhóm và tên thiết bị Ký hiệu trên mặt bằng Số lƣợng Công suất đặt ( kW) Toàn bộ (kW) Nhóm 1 35 Máy hàn bán tự động Kemppi 35 2 21 42 36 Máy hàn bán tự động 36 1 19 19 37 Máy hàn bán tự động Kemppi 37 2 17 34 38 Xe hàn tự động Weldycar 38 1 14 14 Cộng theo nhóm 1 6 109 Nhóm 2 39 Máy hàn tự động Esab 39 2 21 42 40 Máy hàn tự động ESAB A2 Multitrac 40 2 20 40 41 Máy hàn bán tự động Vinamag500 41 2 24,1 48,2 Cộng theo nhóm 2 6 130,2 Nhóm 3 42 Máy hàn bán tự động Vinamag500 41 2 24,1 48,2 43 Máy hàn bán tự động KR500 42 3 28,1 84,3 Cộng theo nhóm 3 5 132,5 Nhóm 4 44 Máy cắt con rùa IK12B 43 3 14 42 45 Mắt cắt tự động IK12T- Beetle 44 5 13 65 Cộng theo nhóm 4 8 107 Nhóm 5 46 Máy mài Makita F125 45 4 18 72 47 Máy mài Dewalt F125 46 1 14 14 48 Máy mài Dewalt F100 47 2 20 40 49 Máy mài Makita 906 48 1 10 10 Cộng theo nhóm 5 8 136 Nhóm 6 19 Tiếp bảng 2.3 50 Cầu trục 10T 49 2 50 100 51 Cầu trục 30/5T 50 1 57 57 Cộng theo nhóm 6 3 157 2.3.2. Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm phụ tải a) Tính toán cho nhóm 1 TT Tên nhóm và tên thiết bị Ký hiệu trên mặt bằng Số lƣợng Công suất đặt ( kW) Toàn bộ (kW) Nhóm 1 35 Máy hàn bán tự động Kemppi 35 2 21 42 36 Máy hàn bán tự động 36 1 19 19 37 Máy hàn bán tự động Kemppi 37 2 17 34 38 Xe hàn tự động Weldycar 38 1 14 14 Cộng theo nhóm 1 6 109 Tra PL 1.3 sách “Thiết kế cấp điện” Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm tìm đƣợc Cosφ = 0,6 Ta có n = 6 và n1 = 6 khi đó n* = n n1 = 6 6 = 1 Ta lại có P1 = 42 + 19 + 34 + 14 = 109 (kW) và P∑ = 109 (kW) do đó P* = 1p p = 109 109 = 1 Tra bảng tìm nhp * (sách “Thiết kế cấp điện” Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm, trang 255) ta đƣợc nhq * = 0,95 Do đó nhq= nhq * . n = 0,95 . 6 = 5,7 20 Với ksd = 0,4 và nhq = 5,7 ta tra bảng tìm kmax (sách “Thiết kế cấp điện” Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm, trang 256) ta đƣợc kmax = 1,66 Phụ tải tính toán của nhóm: Ptt = ksd . kmax . P∑ = 0,4 . 1,66 . 109 = 72,38 (kW) Qtt = Ptt . tgφ = 72,38 . 1,33 = 96,26 (kVAr) Stt = Ptt / Cosφ = 72,38 / 0,6 = 120,6 (kVA) Tính toán tƣơng tự cho các nhóm phụ tải còn lại. Ta có bảng tổng kết phụ tải điện phân xƣởng vỏ 2 21 Tên nhóm và thiết bị Ký hiệu trên bản vẽ Số lƣợng Pđm (kW) dm max dm min P = P m Ksd Cosφ/ tgφ nhq Kmax Ptt (kW) Qtt (kVAr) Stt (kVA) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhóm 1 0,4 0,6/1,33 Máy hàn bán tự động Kemppi 35 2 2 . 21 0,4 0,6/1,33 Máy hàn bán tự động 36 1 19 0,4 0,6/1,33 Máy hàn bán tự động Kemppi 37 2 2 . 17 0,4 0,6/1,33 Xe hàn tự động Weldycar 38 1 14 0,4 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 1 6 109 1,5 0,4 0,6/1,33 5,7 1,66 72,38 96,26 120,6 Nhóm 2 Máy hàn tự động Esab 39 2 2 . 21 0,4 0,6/1,33 Máy hàn tự động ESAB A2 Multitrac 40 2 2 . 20 0,4 0,6/1,33 Máy hàn bán tự động Vinamag500 41 2 2 . 24,1 0,4 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 2 6 130,2 1,21 0,4 0,6/1,33 5,7 1,66 86,45 115 144,1 Nhóm 3 Máy hàn bán tự động Vinamag500 41 2 2 . 24,1 0,4 0,6/1,33 Máy hàn bán tự động KR500 42 3 3 . 28,1 0,4 0,6/1,33 22 Cộng theo nhóm 3 5 132,5 1,17 0,4 0,6/1,33 4,75 1,76 93,28 124,1 155,5 Nhóm 4 Máy cắt con rùa IK12B 43 3 3 . 14 0,4 0,6/1,33 Mắt cắt tự động IK12T- Beetle 44 5 5 . 13 0,4 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 4 8 107 1,08 0,4 0,6/1,33 7,6 1,52 65,06 86,52 108,4 Nhóm 5 Máy mài Makita F125 45 4 4 . 18 0,4 0,6/1,33 Máy mài Dewalt F125 46 1 14 0,4 0,6/1,33 Máy mài Dewalt F100 47 2 2 . 20 0,4 0,6/1,33 Máy mài Makita 906 48 1 10 0,4 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 5 8 136 2 0,4 0,6/1,33 7,6 1,52 82,69 110 137,8 Nhóm 6 Cầu trục 10T 49 2 2 . 50 0,1 0,4/2,29 Cầu trục 30/5T 50 1 57 0,1 0,4/2,29 Cộng theo nhóm 6 3 157 1,14 0,1 0,4/2,29 157 359,5 392,5 23 2.3.3. Xác định phụ tải chiếu sáng cho phân xƣởng vỏ 2 Lấy suất chiếu sáng chung cho xƣởng là po = 14 (W/m 2 ) Phân xƣởng có diện tích S = 6120 m2 Pcs = po . S = 14 . 6120 = 85,68 (kW) 2.3.4. Xác định phụ tải tính toán toàn phân xƣởng Phụ tải tác dụng (động lực) toàn phân xƣởng: Pđl = kđt . 6 1 Ptti = 0,7 . ( 157 + 82,69 + 65,06 + 93,28 + 86,45 + 72,38 ) = 389,8 (kW) Trong đó Kđt là hệ số đồng thời của toàn phân xƣởng, lấy Kđt = 0,7 Phụ tải phản kháng tính toán toàn xƣởng: Qtt = Qđl = kđt . 6 1 ttiQ = 0,7 . ( 359,5 + 110 + 86,52 + 124,1 + 115 + 96,26 ) = 624 (kVAr) Phụ tải tính toán tác dụng toàn phân xƣởng: Ptt = Pđl + Pcs = 389,8 + 85,68 =475,5 (kW) Phụ tải toàn phần của xƣởng: Stt = 22 tttt QP = 22 6245,475 = 784,5 (kVA) Cosφpx = tt tt S P = 5,784 5,475 = 0,6 2.4. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG VỎ 1 2.4.1. Phân nhóm phụ tải Bảng 2.5: Bảng phân nhóm các phụ tải phân xƣởng vỏ 1 TT Tên nhóm và tên thiết bị Ký hiệu trên mặt bằng Số lƣợng Công suất đặt ( kW) Toàn bộ (kW) Nhóm 1 52 Máy hàn bán tự động KR500 42 1 28,1 28,1 53 Máy hàn bán tự động KRII500 51 3 28,1 84,3 24 Tiếp bảng 2.5 54 Máy hàn bán tự động Vinamag500 41 2 24,1 48,2 Cộng theo nhóm 1 6 160,6 Nhóm 2 55 Máy hàn bán tự động Vinamag500 41 5 24,1 120,5 56 Máy hàn Bu lông (máy bắn đinh) LBS-70 52 1 1,32 1,32 57 Máy hàn Bu lông (máy bắn đinh) NCD66 53 1 1,32 1,32 Cộng theo nhóm 2 7 123,1 Nhóm 3 58 Máy uốn sƣờn H=400, CNC 54 1 96 96 59 Máy uốn ngang PYXWM-250 55 1 38 38 Cộng theo nhóm 3 2 134 Nhóm 4 60 Máy lốc tôn 3 trục L=13m JXW11NC - 35x13.000 56 1 99 99 61 Máy lốc 3 trụ UBBDA 150 12x2000 57 1 38 38 62 Máy lốc đĩa MUT-24 58 1 20 20 Cộng theo nhóm 4 3 157 Nhóm 5 63 Máy ép thuỷ lực 1000 tấn 59 1 87,1 87,1 64 Máy ép thuỷ lực CTC – 400 60 1 100 100 Cộng theo nhóm 5 2 187,1 Nhóm 6 65 Máy mài hai đá 61 1 3 3 66 Đầu cắt bán tự động IK – 12 62 4 12 48 67 Đầu cắt bán tự động IK12B 63 2 12 24 25 Tiếp bảng 2.5 68 Máy búa hơi TBH - 150 64 1 14 14 Cộng theo nhóm 6 8 89 Nhóm 7 69 Máy mài Dewalt F125 65 3 1,4 4,2 70 Máy ép vít ma sát 66 2 40 80 71 Máy cắt con rùa IK - 12 Beetle 67 3 13 39 Cộng theo nhóm 7 8 123,2 Nhóm 8 72 Cầu trục 10T 68 1 50 50 73 Palăng cáp điện dầm đơn 1 tấn 69 1 50 50 Cộng theo nhóm 8 2 100 2.4.2. Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm Tính toán tƣơng tự các phân xƣởng trên ta có bảng tổng kết các phụ tải cho phân xƣởng vỏ 1 26 Tên nhóm và thiết bị Ký hiệu trên bản vẽ Số lƣợng Pđm (kW) dm max dm min P = P m Ksd Cosφ/ tgφ nhq Kmax Ptt (kW) Qtt (kVAr) Stt (kVA) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhóm 1 Máy hàn bán tự động KR500 42 1 28,1 0,4 0,6/1,33 Máy hàn bán tự động KRII500 51 3 3 . 28,1 0,4 0,6/1,33 Máy hàn bán tự động Vinamag500 41 2 2 . 24,1 0,4 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 1 6 160,6 1,17 0,4 0,6/1,33 5,7 1,66 106,6 141,8 177,7 Nhóm 2 Máy hàn bán tự động Vinamag500 41 5 5 . 24,1 0,4 0,6/1,33 Máy hàn Bu lông (máy bắn đinh) LBS-70 52 1 1,32 0,4 0,6/1,33 Máy hàn Bu lông (máy bắn đinh) NCD66 53 1 1,32 0,4 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 2 7 123,1 18,3 0,4 0,6/1,33 0,66 110,8 147,4 184,7 Nhóm 3 Máy uốn sƣờn H=400, CNC 54 1 96 0,4 0,6/1,33 Máy uốn ngang PYXWM- 250 55 1 38 0,4 0,6/1,33 27 Cộng theo nhóm 3 2 134 2,53 0,4 0,6/1,33 134 178,2 223,3 Nhóm 4 Máy lốc tôn 3 trục L=13m JXW11NC - 35x13.000 56 1 99 0,4 0,6/1,33 Máy lốc 3 trụ UBBDA 150 12x2000 57 1 38 0,4 0,6/1,33 Máy lốc đĩa MUT-24 58 1 20 0,4 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 4 3 157 5 0,4 0,6/1,33 157 208,9 261,7 Nhóm 5 Máy ép thuỷ lực 1000 tấn 59 1 87,1 0,6 0,7/1,02 Máy ép thuỷ lực CTC – 400 60 1 100 0,6 0,7/1,02 Cộng theo nhóm 5 2 187,1 1,15 0,6 0,7/1,02 187,1 190,8 267,3 Nhóm 6 Máy mài hai đá 61 1 3 0,4 0,6/1,33 Đầu cắt bán tự động IK - 12 62 4 4 . 12 0,4 0,6/1,33 Đầu cắt bán tự động IK12B 63 2 2 . 12 0,4 0,6/1,33 Máy búa hơi TBH - 150 64 1 14 0,4 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 6 8 89 4,67 0,4 0,6/1,33 6,8 1,58 56,25 74,81 93,75 Nhóm 7 Máy mài Dewalt F125 65 3 3 . 1,4 0,4 0,6/1,33 Máy ép vít ma sát 66 2 2 . 40 0,4 0,6/1,33 Máy cắt con rùa IK - 12 Beetle 67 3 3 . 13 0,4 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 7 8 123,2 28,6 0,4 0,6/1,33 4,6 1,76 86,73 115,4 144,6 28 Nhóm 8 Cầu trục 10T 68 1 50 0,1 0,5/1,73 Palăng cáp điện dầm đơn 1 tấn 69 1 50 0,1 0,5/1,73 Cộng theo nhóm 8 2 100 1 0,1 0,5/1,73 100 173 200 29 2.4.3. Xác định phụ tải chiếu sáng cho phân xƣởng vỏ 1 Lấy suất chiếu sáng chung cho xƣởng là po = 14 (W/m 2 ) Phân xƣởng có diện tích S = 3502 m2 Pcs = po . S = 14 . 3502 = 49,03 (kW) 2.4.4. Xác định phụ tải tính toán toàn phân xƣởng Phụ tải tác dụng (động lực) toàn phân xƣởng: Pđl = kđt . 8 1 Ptti = 0,7 . ( 106,6 + 110,8 + 134 + 157 + 187,1 + 56,25 + 86,73 + 100 ) = 657 (kW) Trong đó Kđt là hệ số đồng thời của toàn phân xƣởng, lấy Kđt = 0,7 Phụ tải phản kháng tính toán toàn xƣởng: Qtt = Qđl = kđt . 8 1 ttiQ = 0,7 . ( 141,8 + 147,4 + 178,2 + 208,9 + 190,8 + 74,81 + 115,4 + 173 ) = 861,2 (kVAr) Phụ tải tính toán tác dụng toàn phân xƣởng: Ptt = Pđl + Pcs = 657 + 49,03 = 706 (kW) Phụ tải toàn phần của xƣởng: Stt = 22 tttt QP = 22 2,861706 = 1113,6 (kVA) Cosφpx = tt tt S P = 6,1113 706 = 0,6 2.5. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG ĐIỆN MÁY 2.5.1. Phân nhóm phụ tải Bảng 2.7: Bảng phân nhóm các phụ tải phân xƣởng điện máy TT Tên nhóm và tên thiết bị Ký hiệu trên mặt bằng Số lƣợng Công suất đặt ( kW) Toàn bộ (kW) Nhóm 1 74 Cần trục lăn 10T 70 1 50 50 75 Palăng điện 2T 71 1 35 35 30 Tiếp bảng 2.7 Cộng theo nhóm 1 2 85 Nhóm 2 76 Máy nén khí 72 5 7,5 37,5 77 Máy nén khí 73 3 7,8 23,4 Cộng theo nhóm 2 8 60,9 Nhóm 3 78 Máy mài Dewalt F125 74 2 15 30 79 Máy mài Dewalt F100 75 4 13 52 80 Máy mài lỗ Makita 906 76 2 10 20 Cộng theo nhóm 3 8 102 2.5.2. Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm Tính toán tƣơng tự các phân xƣởng trên ta có bảng tổng kết các phụ tải cho phân xƣởng điện máy 31 Tên nhóm và thiết bị Ký hiệu trên bản vẽ Số lƣợng Pđm (kW) dm max dm min P = P m Ksd Cosφ/ tgφ nhq Kmax Ptt (kW) Qtt (kVAr) Stt (kVA) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhóm 1 0,1 0,5/1,73 Cần trục lăn 10T 70 1 50 0,1 0,5/1,73 Palăng điện 2T 71 1 35 0,1 0,5/1,73 Cộng theo nhóm 1 2 85 1,43 0,1 0,5/1,73 85 147,1 170 Nhóm 2 Máy nén khí 72 5 5 . 7,5 0,6 0,7/1,02 Máy nén khí 73 3 3 . 7,8 0,6 0,7/1,02 Cộng theo nhóm 2 8 60,9 1,04 0,6 0,7/1,02 7,6 1,3 47,5 48,45 67,86 Nhóm 3 Máy mài Dewalt F125 74 2 2 . 15 0,4 0,6/1,33 Máy mài Dewalt F100 75 4 4 . 13 0,4 0,6/1,33 Máy mài lỗ Makita 906 76 2 2 . 10 0,4 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 3 8 102 1,5 0,4 0,6/1,33 7,6 1,52 62,02 82,48 103,4 32 2.5.3. Xác định phụ tải chiếu sáng cho phân xƣởng điện máy Lấy suất chiếu sáng chung cho xƣởng là po = 14 (W/m 2 ) Phân xƣởng có diện tích S = 5714 m2 Pcs = po . S = 14 . 5714 = 80 (kW) 2.5.4. Xác định phụ tải tính toán toàn phân xƣởng Phụ tải tác dụng (động lực) toàn phân xƣởng: Pđl = kđt . 3 1 Ptti = 0,7 . ( 85 + 47,5 + 62,02 ) = 136,2 (kW) Trong đó Kđt là hệ số đồng thời của toàn phân xƣởng, lấy Kđt = 0,7 Phụ tải phản kháng tính toán toàn xƣởng: Qtt = Qđl = kđt . 3 1 ttiQ = 0,7 . ( 147,1 + 48,45 + 82,48 ) = 194,6 (kVAr) Phụ tải tính toán tác dụng toàn phân xƣởng: Ptt = Pđl + Pcs = 136,2 + 80 = 216,2 (kW) Phụ tải toàn phần của xƣởng: Stt = 22 tttt QP = 22 6,1942,216 = 290,9 (kVA) Cosφpx = tt tt S P = 9,290 2,216 = 0,7 2.6. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG HẠ LIỆU 2.6.1. Phân nhóm phụ tải Bảng 2.9: Bảng phân nhóm các phụ tải phân xƣởng hạ liệu TT Tên nhóm và tên thiết bị Ký hiệu trên mặt bằng Số lƣợng Công suất đặt ( kW) Toàn bộ (kW) Nhóm 1 81 Cầu trục 10T 77 2 50 100 82 Bộ hít từ 12tấn (Cẩu tôn điện từ) 78 1 21 21 Cộng theo nhóm 1 3 121 Nhóm 2 83 Nam châm vĩnh cửu 79 2 17 34 33 Tiếp bảng 2.9 84 Máy cắt con rùa IK - 12 Betle 67 2 13 26 85 Máy mài đá MakitaF125 80 4 10 40 Cộng theo nhóm 2 8 100 Nhóm 3 86 Máy cắt tôn CNC Maxigraph 6000 DD 81 3 15 45 87 Đèn cắt bán tự động 82 4 10 40 Cộng theo nhóm 3 7 85 2.6.2. Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm Tính toán tƣơng tự các phân xƣởng trên ta có bảng tổng kết các phụ tải cho phân xƣởng hạ liệu 34 Tên nhóm và thiết bị Ký hiệu trên bản vẽ Số lƣợng Pđm (kW) dm max dm min P = P m Ksd Cosφ/ tgφ nhq Kmax Ptt (kW) Qtt (kVAr) Stt (kVA) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nhóm 1 0,1 0,5/1,73 Cầu trục 10T 77 2 2 . 50 0,1 0,5/1,73 Bộ hít từ 12tấn (Cẩu tôn điện từ) 78 1 21 0,1 0,5/1,73 Cộng theo nhóm 1 3 121 2,38 0,1 0,5/1,73 121 209,3 242 Nhóm 2 Nam châm vĩnh cửu 79 2 2 . 17 0,4 0,6/1,33 Máy cắt con rùa IK - 12 Betle 67 2 2 . 13 0,4 0,6/1,33 Máy mài đá MakitaF125 80 4 4 . 10 0,4 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 2 8 100 1,7 0,4 0,6/1,33 7,6 1,52 60,8 80,86 101,3 Nhóm 3 Máy cắt tôn CNC Maxigraph 6000 DD 81 3 3 . 15 0,4 0,6/1,33 Đèn cắt bán tự động 82 4 4 . 10 0,4 0,6/1,33 Cộng theo nhóm 3 7 85 1,5 0,4 0,6/1,33 6,65 1,58 53,72 71,45 89,53 35._. 2.6.3. Xác định phụ tải chiếu sáng cho phân xƣởng hạ liệu Lấy suất chiếu sáng chung cho xƣởng là po = 14 (W/m 2 ) Phân xƣởng có diện tích S = 2700 m2 Pcs = po . S = 14 . 2700 = 37,8 (kW) 2.6.4. Xác định phụ tải tính toán toàn phân xƣởng Phụ tải tác dụng (động lực) toàn phân xƣởng: Pđl = kđt . 3 1 Ptti = 0,7 . ( 53,72 + 60,8 + 121) = 164,9 (kW) Trong đó Kđt là hệ số đồng thời của toàn phân xƣởng, lấy Kđt = 0,7 Phụ tải phản kháng tính toán toàn xƣởng: Qtt = Qđl = kđt . 3 1 ttiQ = 0,7 . ( 71,45 + 80,86 + 209,3 ) = 253,1 (kVAr) Phụ tải tính toán tác dụng toàn phân xƣởng: Ptt = Pđl + Pcs = 164,9 + 37,8 = 202,7 (kW) Phụ tải toàn phần của xƣởng: Stt = 22 tttt QP = 22 1,2537,202 = 324,3 (kVA) Cosφpx = tt tt S P = 3,324 7,202 = 0,6 2.7. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG MỘC Công suất đặt 150 kW, diện tích 5714 m2 Tra phụ lục 1.3 trang 254 sách “Thiết kế cấp điện” Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm ta có: Knc = 0,4, cosφ = 0,6, tgφ = 1,33 Tra phụ lục 1.2 ta có suất chiếu sáng po = 14 W/m 2 Công suất tính toán động lực Pdl = Knc . Pđ = 0,4 . 150 = 60 (kW) Qdl = Pdl.tgφ = 60.1,33 = 79,8 (kVAr) Công suất tính toán chiếu sáng: Pcs = po . F = 14 . 5714 = 80 (kW) Công suất tính toán của phân xƣởng: 36 Ptt = Pdl + Pcs = 60 + 80 =140 (kW) Qtt = Qdl = 79,8 (kVAr) Stt = 22 tttt QP = 22 8,79140 = 161,1 (kVA) Tính toán tƣơng tự cho các phân xƣởng còn lại ta có bảng tổng kết sau: 37 STT Tên Phân Xƣởng Pđ (kW) Knc Cosφ/ tgφ F (m 2 ) Po (W/ m 2 ) Pdl (kW) Pcs (kW) Ptt ( kW) Qtt (kVAr) Stt ( kVA) 1 Phân xƣởng cơ khí 0,3 0.6/1,33 5714 14 316,3 80 396,3 420,68 578 2 Phân xƣởng vỏ 1 0,4 0,6/1,33 3502 14 657 49,03 706 861,2 1113,6 3 Phân xƣởng vỏ 2 0,4 0,6/1,33 6120 14 389,8 85,68 475,5 624 784,5 4 Phân xƣởng điện máy 0,6 0,7/1,02 5714 14 136,2 80 216,2 194,6 290,9 5 Phân xƣởng hạ liệu 0,4 0,6/1,33 2700 14 164,9 37,8 202,7 253,1 324,3 6 Phân xƣởng mộc 150 0.4 0.6/1,33 5714 14 60 80 140 79,8 161,1 7 PX phun sơn 100 0,4 0,6/1,33 2592 14 40 36,29 76,29 101,5 127 8 Nhà văn phòng 150 0.7 0.8/0,75 1170 15 105 17,55 122,6 92 153,3 9 Kho tổng hợp 50 0,4 0,6/1,33 1080 10 20 10,8 30,8 41 51,3 10 Nhà ở công nhân viên (4 tầng) 100 0,7 0,8/0,75 1685 10 70 16,9 86,9 65,2 108,6 Tổng 2453,3 2733,1 38 2.8. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TOÀN NHÀ MÁY Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy Pttnm = kđt . 10 1i ttpxiP Trong đó kđt: hệ số đồng thời lấy bằng 0,7 Pttpxi: phụ tải tính toán của các phân xƣởng đã xác định ở trên Pttnm = 0,7 . 2453,3 = 1717,3 (kW) Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy Qttnm = kđt . 10 1i ttpxiQ = 0,7 . 2733,1 = 1913,2 (kVAr) Phụ tải tính toán toàn phần của toàn nhà máy Sttnm = 22 ttnmttnm QP = 22 2,19133,1717 = 2570,89 (kVA) Hệ số công suất toàn nhà máy Cosφnm = ttnm ttnm S P = 89,2570 3,1717 = 0,67 2.9. BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI CỦA CÁC PHÂN XƢỞNG VÀ NHÀ MÁY 2.9.1. Tâm phụ tải điện Tâm phụ tải điện là điểm thỏa mãn điều kiện momen phụ tải đạt giá trị cực tiểu n i ii lP 1 . → Min Trong đó: Pi và li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải Để xác định toạ độ của tâm phụ tải có thể sử dụng các biểu thức sau: n i i i=1 o n i i=1 x S x = S n i i i=1 o n i i=1 y S y = S Trong đó xo, yo: toạ độ của tâm phụ tải điện 39 xi, yi: toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục toạ độ OXY tuỳ chọn Si: công suất của phụ tải thứ i Trong thực tế thƣờng ít quan tâm đến toạ độ z. Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lƣới điện. 2.9.2 Biểu đồ phụ tải điện Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm của phụ tải điện, có diện tích tƣơng ứng với công suất của phụ tải theo tỷ lệ xích nào đó tuỳ chọn. Biểu đồ phụ tải điện cho phép ngƣời thiết kế hình dung đƣợc sự phân bố phụ tải trong phạm vi khu vực cần thiết kế, từ đó có cơ sở để lập các phƣơng án cung cấp điện. Biểu đồ phụ tải điện dƣợc chia thành hai phần: Phần phụ tải động lực (phần hình quạt gạch chéo) và phần phụ tải chiếu sáng (phần hình quạt để trắng) Để vẽ đƣợc biểu đồ phụ tải cho các phân xƣởng, ta coi phụ tải của các phân xƣởng phân bố đều theo diện tích phân xƣởng nên tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình học của phân xƣởng trên mặt bằng. Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i đƣợc xác định qua biểu thức: i i S R = m.Π Trong đó: m là tỉ lệ xích, ở đây chọn m = 3 kVA/ mm2 Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ dƣợc xác định theo công thức sau: cs cs tt 360.P α = P Kết quả tính toán Ri và αcsi của biểu đồ phụ tải các phân xƣởng đƣợc ghi trong bảng sau: 40 Bảng 2.12: Bán kính R và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải các phân xƣởng TT Tên phân xƣởng Pcs kW Ptt kW Stt kVA Tâm phụ tải R mm αcs o x mm y mm 1 PX cơ khí 80 396,3 578 80,4 32,4 7,83 72,67 2 PX vỏ 1 49,03 706 1113,6 102,7 36,6 10,87 25 3 PX vỏ 2 85,68 475,5 784,5 80,4 53,3 9,13 64,87 4 PX điện máy 80 216,2 290,9 48,3 32,4 5,56 133,2 5 PX hạ liệu 37,8 202,7 324,3 23,5 69,2 5,87 67,13 6 PX mộc 80 140 161,1 33,5 94,1 4,14 205,7 7 PX phun sơn 36,29 76,29 127 132,3 53,8 3,67 171,2 8 Khu nhà văn phòng 17,55 122,6 153,3 26,1 26,6 4,03 51,53 9 Kho tổng hợp 10,8 30,8 51,3 28,6 79,6 2,33 126,2 10 Nhà ở công nhân viên ( 4 tầng) 16,9 86,9 108,6 100,2 18,8 3,4 70,01 41 6,108 10 3,51 9 3,153 8 127 7 1,161 6 3,324 5 9,290 4 5,784 3 6,1113 2 578 1 132,3 100,2 102,7 80,4 48,3 26,1 23,5 28,633,5 94,1 79,6 53,8 53,3 36,6 32,4 26,6 18,8 69,2 X 0 Y Hình 2.1: Biểu đồ phụ tải của nhà máy đóng tàu Bến Kiền 42 CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ MÁY ĐÓNG TÀU BẾN KIỀN 3.1. CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP VẬN HÀNH Cấp điện áp vận hành là cấp điện áp liên kết hệ thống cung cấp điện của nhà máy đóng tàu với hệ thống điện. Cấp điện áp vận hành phụ thuộc vào công suất truyền tải và khoảng cách truyền tải theo một quan hệ khá phức tạp. Công thức kinh nghiệm để chọn cấp điện áp truyền tải: U = 4,34. l + 0,016.P ( kV ) Trong đó: P: công suất tính toán của nhà máy ( kW) l: khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy (km) Nhƣ vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là: Phụ tải tính toán của nhà máy có kể đến sự phát triển của phụ tải trong tƣơng lai. St = So.(1+α.t) Trong đó St: Phụ tải tính toán dự báo tại thời diểm sau t năm So: phụ tải tính toán xác định tại thời điểm ban đầu. t: số năm dự báo (lấy t= 10 năm) α: hệ số gia tăng của phụ tải (lấy α = 0,05) Ta có: Pt = Po . ( 1 + α.t ) = 1717,3 . ( 1 + 0,05 . 10 ) = 2575,95 (kW) Qt = Qo . ( 1 + α.t ) = 1913,2 . ( 1 + 0,05 . 10 ) = 2869,8 (kVAr) St = So . ( 1 + α.t ) = 2570,89 . ( 1 + 0,05 . 10 ) = 3856,34 (kVA) Cấp điện áp vận hành xác định theo công thức kinh nghiệm. 43 U = 4,34 . Pl 016,0 = 4,34 . 95,2575.016,015 = 32,54 (kV) Từ kết quả tính toán ta chọn cấp điện áp 35 kV liên kết từ hệ thống điện tới nhà máy 3.2. TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN Tâm phụ tải điện là điểm thỏa mãn điều kiện momen phụ tải đạt giá trị cực tiểu 1 n i i i X l → Min Trong đó Pi và li là công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải Để xác định tọa độ của tâm phụ tải có thể sử dụng các biểu thức sau: n i i i=1 o n i i=1 x S x = S ; n i i i=1 o n i i=1 y S y = S Trong đó xo, yo: tọa độ của tâm phụ tải xi, yi: tọa độ của phụ tải thứ i tính theo 1 hệ trục tọa độ OXY tùy chọn Si: công suất của phụ tải thứ i n: số phụ tải điện Trong thực tế ít quan tâm đến tọa độ z. Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lƣới điện Tâm phụ tải điện của nhà máy xo = 6,3692 5,23.3,3243,48.9,2904,80.5,7847,102.6,11134,80.578 + 6,3692 2,100.6,1086,28.3,511,6.3,153,132.1275,33.1,161 = 76,95 44 yo = 6,3692 2,69.3,3244,32.9,2903,53.5,7846,36.6,11134,32.578 + 6,3692 8,18.6,1086,79.3,516,26.3,1538,53.1271,94.1,161 = 44,78 Tâm phụ tải điện của nhà máy là Mo (xo, yo) = Mo (76,95; 44,78) 3.3. XÁC ĐỊNH SỐ LƢỢNG, DUNG LƢỢNG CÁC MÁY BIẾN ÁP 3.3.1. Xác định số lƣợng máy biến áp Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xƣởng, quyết định đặt 5 trạm biến áp phân xƣởng Trạm B1 cấp điện cho phân xƣởng vỏ 1 Trạm B2 cấp điện cho phân xƣởng vỏ 2 và phân xƣởng phun sơn Trạm B3 cấp điện cho phân xƣởng cơ khí và khu nhà ở công nhân viên Trạm B4 cấp điện cho phân xƣởng điện máy và khu nhà văn phòng Trạm B5 cấp điện cho phân xƣởng hạ liệu, phân xƣởng mộc và kho tổng hợp 3.3.2. Chọn dung lƣợng máy biến áp Phụ tải tính toán của nhà máy có kể đến sự phát triển trong 10 năm tới: Sttnm(0) = 2570,89 (kVA) Sttnm(10) = 3856,34 (kVA) Điều kiện chọn công suất MBA Nếu 1 MBA: SđmB Stt Nếu 2 MBA: 2SđmB Stt kqtsc . SđmB Ssc Trong đó SđmB: Công suất định mức của MBA (kVA) Stt: Công suất tính toán của phụ tải (kVA) Ssc: Công suất phụ tải mà trạm cần truyền tải khi có sự cố (kVA) kqtsc: Hệ số quá tải sự cố (k = 1,4) Trạm biến áp trung tâm: 45 SđmB 2 ttS = 2 34,3856 = 1928,17 (kVA) SđmB 4,1 scS = 4,1 34,3856 = 2754,53 (kVA) Tra bảng PL II.4 trang 260 sách “Thiết kế cấp điện” Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm ta chọn máy biến áp ba pha hai cuộn dây do Việt Nam chế tạo có thông số kỹ thuật: Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật MBA của trạm PPTT Loại Sđm (kVA) Điện áp (kV) Tổn thất UN% I0% C H Po PN C-H TDH 3200 35 6,6 11,5 37 7,0 4,5 Trạm biến áp phân xƣởng: Nên chọn cùng một cỡ máy hoặc không quá 2-3 cỡ máy Trạm biến áp phân xƣởng B1: SđmB ≥ 2 ttS = 2 6,1113 = 556,8 (kVA) SđmB ≥ 4,1 scS = 4,1 6,1113 = 795,43 (kVA) Chọn máy biến áp 1000 kVA của ABB sản xuất tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ Chọn tƣơng tự các trạm biến áp khác, những máy biến áp có Sđm ≤ 1000 kVA ta chọn MBA của hãng ABB sản xuất tại Việt Nam nên không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Các trạm dùng loại trạm kề, có 1 tƣờng chung với tƣờng phân xƣởng. 46 Bảng 3.2: Kết quả chọn biến áp cho các trạm BAPX Ký hiệu Tên phân xƣởng Stt (kVA) Số máy SđmB (kVA) Tên trạm 2 PX. Vỏ 1 1113,6 2 800 B1 3 PX. Vỏ 2 784,5 2 800 B2 7 PX. Phun sơn 127 1 PX. Cơ khí 578 2 630 B3 10 Nhà ở công nhân viên 108,6 4 PX. Điện máy 290,9 1 400 B4 8 Khu nhà văn phòng 153,3 5 PX. Hạ liệu 324,3 1 400 B5 6 PX.mộc 161,1 9 Kho tổng hợp 51,3 3.4. CÁC PHƢƠNG ÁN ĐI DÂY MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ của nó. Vì vậy các sơ đồ cung cấp điện phải có chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lƣợng điện năng yêu cầu của các hộ tiêu thụ, an toàn trong vận hành khả năng phát triển trong tƣơng lai và tiếp nhận các phụ tải mới. Ta đề xuất 2 kiểu sơ đồ nối điện chính nhƣ sau: 47 2XLPE (3.16) 1XLPE (3.16) 2XLPE (3.16) 2XLPE (3.16) 1XLPE (3.16) PPTT Hƣớng điện đến B5 B4 B3 B2 B1 9 8 6 5 4 8 1 3 2 7 10 1 X L P E ( 3 .1 6 ) PPTT 1XLPE (3.25) Hƣớng điện đến 2XLPE (3.16) 2XLPE(3.25) B5 B4 B3 B2 B1 9 8 6 5 4 8 1 3 2 7 10 2XLPE (3.16) a. Kiểu đi dây 1: b. Kiểu đi dây 2: Hình 3.1: Hai phƣơng án mạng cao áp nhà máy 48 Trạm biến áp trung tâm của nhà máy sẽ đƣợc lấy điện từ hệ thống bằng đƣờng dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép. Để đảm bảo an toàn, đảm bảo không gian và mỹ quan cho nhà máy mạng cao áp đƣợc dùng cáp ngầm. Từ trạm PPTT đến các trạm biến áp phân xƣởng B1, B2, B3 dùng cáp lộ kép, đến trạm B4, B5 dùng cáp lộ đơn. 3.5. TÍNH TOÁN SO SÁNH CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT CHO 2 PHƢƠNG ÁN Đƣờng dây cấp điện từ hệ thống về trạm PPTT của nhà máy bằng đƣờng dây trên không loại AC Tra bảng 2.10 sách “Thiết kế cấp điện” Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm với dây dẫn AC và Tmax = 4500h đƣợc Jkt = 1,1 (A/mm 2 ) Ta có: Ittnm = đm ttnm U S .32 = 35.32 34,3856 = 31,81 (A) Fkt = kt ttnm J I = 1,1 81,31 = 28,92 (mm 2 ) Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 35 mm2, ký hiệu AC – 35 có Icp = 165 A Kiểm tra sự cố khi đứt 1 dây: Isc = đm đmB U S 3 .4,1 = 35.3 3200.4,1 = 73,90 (A) Icp > Isc = 73,90 A. Dây dẫn chọn thỏa mãn. Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp, vì tiết diện dây đã chọn vƣợt cấp cho sự gia tăng của phụ tải trong tƣơng lai nên không cần kiểm tra theo ∆U. 3.5.1. Tính toán kinh tế kỹ thuật cho các phƣơng án a. Phƣơng án 1: Chọn cáp từ trạm PPTT đến các trạm biến áp phân xƣởng đƣợc dùng cáp đồng 6,6 kV, 3 lõi cách điện XLPE đai thép vỏ PVC. Với cáp đồng và Tmax = 4500 h, tra bảng đƣợc Jkt = 3,1 A/mm 2 . Chọn cáp từ trạm PPTT đến trạm B1: 49 Imax = đm ttB U S .3.2 1 = 6,6.3.2 6,1113 = 48,71 (A) Fkt = ktJ Im ax = 1,3 71,48 = 15,71 (mm 2 ) Chọn cáp có tiết diện F = 16 mm2, ký hiệu 2XLPE (3x16) có Icp = 110 A. Kiểm tra điều kiện phát nóng: Isc = 2Imax = 2. 48,71 = 97,42 < 110 A. Chọn tƣơng tự cho các đƣờng cáp khác. Bảng 3.3: Kết quả chọn cáp cao áp 6,6 kV phƣơng án 1 Đƣờng cáp F (mm2) L (m) Giá (10 3 đ/m) Tiền (103 đ/m) PPTT – B1 16 72 48 3456 PPTT – B2 16 156,4 48 7507,2 PPTT – B3 16 69,6 48 3340,8 PPTT – B4 16 144,8 48 6950,4 PPTT – B5 16 242,8 48 11654,4 Tổng 32908,8 Tổn thất công suất tác dụng: ∆P = 2 2 U S . R . 10 -3 (kW) Trong đó: S: Công suất truyền tải (kVA) U: Điện áp truyền tải (kV) R: Điện trở tác dụng (Ω) Tổn thất trên đoạn cáp từ trạm PPTT đến trạm B1: cáp có ro = 1,47 Ω/km, L = 72m → R = ro . l = 1,47 . 0,072 = 0,106 (Ω) ∆P = 2 2 6,6 6,1113 . 0,106 . 10 -3 = 3,02 (kW) Tính tƣơng tự cho các tuyến cáp khác: 50 Bảng 3.4: Kết quả tính toán ∆P phƣơng án 1 Đƣờng cáp F (mm2) L (m) ro ( /km) R ( ) Stt (kVA) P (kW) PPTT – B1 16 72 1,47 0,106 1113,6 3,02 PPTT – B2 16 156,4 1,47 0,23 911,5 4,39 PPTT – B3 16 69,6 1,47 0,10 686,6 1,08 PPTT – B4 16 144,8 1,47 0,21 444,2 0,95 PPTT – B5 16 242,8 1,47 0,36 536,7 2,38 Tổng 11,82 Tổn thất điện năng: A1 = P1. Tra bảng với Tmax =4500h và cosφ = 0,67 ta đƣợc thời gian tổn thất lớn nhất =3000h A1 = P1. = 11,82 . 3000 = 35460 (kWh) Chi phí tính toán hàng năm của phƣơng án 1: Z = ( atc + avh) . Ki + Yi . ∆A Trong đó: atc: Hệ số thu hồi vốn đầu tƣ avh: Hệ số vận hành Ki: Vốn đầu tƣ Yi . ∆A = C . ∆A: Phí tổn vận hành hàng năm Tính toán với đƣờng cáp lấy atc = 0,2, avh = 0,1, C = 750 đ/kWh Chi phí vân hành cho phƣơng án 1: Z1 = (0,1 + 0,2) . 32908,8 . 10 3 + 750 . 35460 = 36467,64 . 10 3 (đồng) b. Phƣơng án 2: Tính toán tƣơng tự cho phƣơng án 2 ta có bảng tổng kết: 51 Bảng 3.5: Kết quả chọn cáp phƣơng án 2 Đƣờng cáp F (mm2) L (m) Giá (10 3 đ/m) Tiền (103 đ/m) PPTT – B3 25 69,9 75 5242,5 B3 – B1 16 20 48 960 PPTT – B2 16 156,4 48 7507,2 PPTT – B4 25 144,8 75 10860 B4 – B5 16 145,6 48 6988,8 Tổng 31558,5 Bảng 3.6: Kết quả tính toán ∆P phƣơng án 2 Đƣờng cáp F (mm2) L (m) ro ( /km) R ( ) Stt (kVA) P (kW) PPTT – B3 25 69,9 0,93 0,065 1800,2 4,84 B3 – B1 16 20 1,47 0,029 1113,6 0,83 PPTT – B2 16 156,4 1,47 0,23 911,5 4,39 PPTT – B4 25 144,8 0,93 0,135 980,9 2,98 B4 – B5 16 145,6 1,47 0,214 536,7 1,42 Tổng 14,46 Tổn thất điện năng: A2 = P2. = 14,46 . 3000 = 43380 (kWh) Chi phí tính toán hàng năm phƣơng án 2: Z2 = 0,3 . 31558,5 . 10 3 + 750 . 43380= 42002,55 . 10 3 (đồng) 3.5.2. So sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của 2 phƣơng án: Bảng 3.7: So sánh kinh tế 2 phƣơng án mạng cao áp Phƣơng án Ki .10 3 Ai (kWh) Zi .10 3 1 32908,8 35460 36467,64 2 31558,5 43380 42002,55 Theo bảng trên ta thấy: Xét vể mặt kinh tế thì phƣơng án 1 có chi phí tính toán hàng năm (Z) là nhỏ nhất. 52 Xét về mặt kỹ thuật thì phƣơng án 1 có tổn thất điện năng hàng năm bé nhất. Xét về mặt quản lý vận hành thì phƣơng án 1 có sơ đồ tia nên thuận lợi cho vận hành và sửa chữa. Vây chọn phƣơng án 1 làm phƣơng án tối ƣu của mạng cao áp. 3.6. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH Cần tính điểm ngắn mạch N1 tại thanh cái trạm PPTT để kiểm tra máy cắt, thanh góp và tính các điểm ngắn mạch N2 tại phia cao áp trạm BAPX để kiểm tra cáp và tủ cao áp của trạm. Tính điện kháng của hệ thống: XHT = N tb S U 2 Trong đó: SN: Công suất ngắn mạch của MC đầu đƣờng dây trên không SN = Scắt = 3 . Uđm . Iđm Máy cắt đầu đƣờng dây trên không là loại SF6, ký hiệu 8DC11 có Uđm = 7,2 kV, Iđm = 1250 A, Ic đm = 63 kA. Utb = 1,05 . Uđm = 1,05 . 6,6 = 6,93 (kV) → XHT = 63.6,6.3 93,6 2 = 0,07 (Ω) N1 N2 N1 N2 BATG MC ĐDK PPTT Cáp BAPX HT XHT ZD ZC 53 Đƣờng dây trên không loại AC – 35 có ro = 0,33 Ω/km, xo = 0,413 Ω/km, l = 5km. → RD = ro . l = 0,33 . 5 = 1,65 (Ω) XD = xo . l = 0,413 . 5 = 2,065 (Ω) Các đƣờng cáp 6,6 kV: Cáp từ trạm PPTT đến trạm B1: Tra PLV.16 sách “Thiết kế cấp điện” Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm có thông số sau: cáp có ro = 1,47 Ω/km, xo = 0,128 Ω/km, l = 0,072 km. → RC = ro . l = 1,47 . 0,072 = 0,106 (Ω) XC = xo . l = 0,128 . 0,072 = 9,216 . 10 -3 (Ω) Các đƣờng cáp khác tính tƣơng tự, kết quả ghi trong bảng sau: Bảng 3.8: Thông số của ĐDK và cáp cao áp Đƣờng cáp F (mm2) L (m) Xo ( /km) ro ( /km) RC ( ) XC ( ) PPTT – B1 16 72 0,128 1,47 0,106 9,216 . 10-3 PPTT – B2 16 156,4 0,128 1,47 0,23 0,02 PPTT – B3 16 69,6 0,128 1,47 0,102 8,91 . 10-3 PPTT – B4 16 144,8 0,128 1,47 0,213 0,02 PPTT – B5 16 242,8 0,128 1,47 0,36 0,03 BATG – PPTT 35 5000 0,413 0,33 1,65 2,065 Trạm biến áp phân xƣởng: Các trạm biến áp phân xƣởng ta chọn 3 loại MBA do ABB sản xuất tại Việt Nam nên không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Loại 800 kVA có: Uc = 6,6 kV, UH = 0,4 kV, ∆Po = 1,4 kW, ∆PN = 10,5 kW, UN = 5% → RB = 3 2 2 10. 800 4,0.5,10 = 2,63 . 10 -3 (Ω) XB = 3 2 10. 800.100 4,0.5 = 0,01 (Ω) 54 Các máy BAPX khác tính tƣơng tự, kết quả ghi trong bảng sau: Bảng 3.9: Thông số của các máy BAPX Máy biến áp Sđm (kVA) PN (kW) UN% RB ( ) XB ( ) B1 800 10,5 5 2,63 . 10 -3 0,01 B2 800 10,5 5 2,63 . 10 -3 0,01 B3 630 8,2 4 3,31 . 10 -3 0,01 B4 400 5,750 4 5,75 . 10 -3 0,016 B5 400 5,750 4 5,75 . 10 -3 0,016 3.6.1. Tính toán dòng ngắn mạch Ngắn mạch tại điểm N1 của trạm PPTT: IN1 = 1.3 Z U tb = 22 07,0065,265,1.3 93,6 = 1,48 (kA) ixkN1 = 2 . 1,8 . IN1 = 2 . 1,8 . 1,48 = 3,77 (kA) Tính ngắn mạch tại điểm N2 của trạm B1: IN2 = 22 07,0009,0065,2106,065,1.3 93,6 = 1,44 (kA) ixkN2 = 2 . 1,8 . 1,44 = 3,67 (kA) Các điểm N2 khác tính tƣơng tự, kết quả ghi trong bảng sau: Bảng 3.10: Kết quả tính dòng điện ngắn mạch Điểm tính N IN (kA) ixk (kA) Thanh cái PPTT 1,48 3,77 Thanh cái B1 1,44 3,67 Thanh cái B2 1,4 3,56 Thanh cái B3 1,45 3,69 Thanh cái B4 1,4 3,56 Thanh cái B5 1,35 3,44 55 3.7. CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ 3.7.1. Trạm phân phối trung tâm a. Lựa chọn và kiểm tra máy cắt Điều kiện chon và kiểm tra: Điện áp định mức, kV: UđmMC ≥ Uđm.m Dòng điện lâu dài định mức, A: Iđm.MC ≥ Icb Dòng điện cắt định mức, kA: Iđm.cắt ≥ IN Dòng điện ổn định động, kA: Iđm.đ ≥ ixk Dòng ổn định nhiệt: tđm.nh ≥ I∞ nhđm qd t t . Các máy cắt nối vào thanh cái 6,6 kV chọn cùng một loại SF6, ký hiệu 8DC11 do SIEMENS chế tạo có bảng thông số sau: Bảng 3.11: Thông số kỹ thuật tủ đầu vào 8DC11 Loại Uđm (kV) Iđm (A) IđmC (kA) iđ (kA) 8DC11 7,2 1250 25 63 Kiểm tra: IđmMC ≥ Icb = 280 A Iđmcắt ≥ IN = 1,44 kA iđm.đ ≥ ixk = 3,67 kA b. Chọn và kiểm tra thanh dẫn Thanh dẫn cấp điện áp 6,6 kV chọn thanh dẫn đồng cứng. Chọn thanh dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép: K1 . K2 . Icp ≥ Icb Thanh dẫn đặt nằm ngang: K1 = 0,95 K2: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ. 0CP ' 0CP 2 K Trong đó: 56 cp =70 0c : Nhiệt độ cho phép lớn nhất khi làm việc bình thƣờng. 0 =25 0c : Nhiệt độ môi trƣờng thực tế. K2 = 0,88 Chọn Icb theo điều kiện quá tải của MBA: Icb = đm đmB U S .3 4,1 → Icp ≥ đm đmB UKK S .3.. 4,1 21 = 6,6.3.88,0.95,0 3200.4,1 = 469 (A) Chọn thanh dẫn đồng, tiết diện tròn 40x5, có dòng Icp = 700 A c. Lựa chọn và kiểm tra BU Máy biến áp đo lƣờng (máy biến điện áp) có chức năng biến đổi điện áp sơ cấp bất kì xuống 100 V hoặc 100/ 3 cấp nguồn áp cho mạch đo lƣờng, điều khiển và bảo vệ. Các BU thƣờng đấu theo sơ đồ V/V; Y/Y. Ngoài ra còn có loại BU 3 pha 5 trụ Y0/Y0/ , ngoài chức năng thông thƣờng cuộn tam giác hở có nhiệm vụ báo chạm đất 1 pha. BU này thƣờng dùng cho mạng trung tính cách điện ( 10 kV, 35 kV). BU đƣợc chọn theo điều kiện: Điện áp định mức : UdmBU ≥ Udm m = 6,6 kV Bảng 3.12: Thông số kỹ thuật của BU loại 4MS32 Thông số kỹ thuật Udm Kv 12 U chịu đựng tần số công nghiệp 1', kV 28 U chịu đựng xung 1,2/50 µs , kV 75 U1dm , kV 12/ 3 U2 dm ,V 100/ 3 Tải định mức , VA 400 Trọng lƣợng , kG 45 57 d. Chọn máy biến dòng điện BI Chọn biến dòng do SIEMENS chế tạo loại 4MA72 có thông số kỹ thuật cho ở bảng sau: Bảng 3.13: Thông số kỹ thuật máy biến dòng điện loại 4MA72 Ký hiệu Uđm (kV) U chịu đựng tsố (kV) U chịu đựng sung (kV) I1đm (A) I2đm (A) Iô.đ.động (kA) 4MA72 12 28 75 20 – 2500 1 hoặc 5 120 e. Lựa chọn chống sét van Chống sét van đƣợc chọn theo cấp điện áp Uđmm = 6,6 kV Chọn loại chống sét van do hãng Cooper chế tạo có Uđm = 9 kV, giá đỡ ngang AZLP501B9 Tủ MC đầu vào Các tủ MC đầu ra của phân đoạn TG1 Tủ BU và CSV Tủ MC phân đoạn Tủ BU và CSV Các tủ MC đầu ra của phân đoạn TG2 Tủ MC đầu vào Hình 3.2: Sơ đồ ghép nối trạm phân phối trung tâm. Tất cả các tủ hợp bộ đều của hãng SIEMENS, cách điện bằng SF6, không cần bảo trì. Dao cách ly có 3 vị: hở mạch, nối mạch và tiếp đất. 3.7.2. Trạm biến áp phân xƣởng a. Chọn tủ đầu vào trọn bộ 58 Vì các trạm BAPX rất gần trạm PPTT, phía cao áp chỉ cần đặt dao cách ly. Phía hạ áp đặt áptômát tổng và các áptômát nhánh. Trạm 2 máy biến áp đặt thêm áptômát liên lạc giữa 2 phân đoạn. Đặt 1 tủ đầu vào 6,6 kV có dao cách ly 3 vị trí, cách điện bằng SF6, không phải bảo trì, loại 8DH10 Bảng 3.14: Thông số kỹ thuật của tủ đầu vào 8DH10 Loại Uđm (kV) Iđm (A) INt (kA) IN max (kA) 8DH10 7,2 200 25 25 Hình 3.3: Sơ đồ nối trạm biến áp phân xƣởng đặt 1 MBA Hình 3.4: Sơ đồ đáu nối trạm phân xƣởng đặt 2 MBA b. Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp Tủ cao áp CD - CC MBA 6,6/0,4KV Tủ aptomat tổng Tủ aptomat nhánh Tủ cao áp MBA 6,6/0,4 KV Tủ aptomat tổng Tủ aptomat nhánh Tủ A phân đoạn Tủ aptomat nhánh Tủ aptomat tổng MBA 6,6/0,4 KV Tủ cao áp 59 Dùng một loại cầu chì cao áp cho tất cả các trạm biến áp để thuận tiện cho việc mua sắm, lắp đặt và sửa chữa. Cầu chì đƣợc chọn theo các tiêu chuẩn sau: Điện áp định mức: UđmCC ≥ Uđmm = 6,6 kV Dòng điện định mức: IđmCC ≥ Icb = đm đmBA U S .3 .4,1 = 6,6.3 800.4,1 = 98 (A) Dòng điện cắt định mức: Iđmcắt ≥ IN = 6,5 kA Ta chọn loại cầu chì 3GD1 120-2B do hãng SIEMENS chế tạo có các thông số sau: Bảng 3.15: Thông số kỹ thuật của cầu chì 3GD1 120-2B Uđm (kV) Iđm (kV) Icắt min (A) Icắt N (kA) 7,2 100 400 80 c. Chọn và kiểm tra áptômát Các máy biến áp chọn loại do ABB sản xuất tại Việt Nam Bảng 3.16: Thông số kỹ thuật các biến áp phân xƣởng: Sđm (kVA) UC (kV) UH (kV) P0 (W) PN (W) UN% 400 6,6 0,4 840 5750 4 630 6,6 0,4 1200 8200 4 800 6,6 0,4 1400 10500 5 Với trạm 2 MBA ta đặt 2 tủ áptômát tổng, 2 tủ áptômát nhánh và 1 tủ áptômát phân đoạn. Với trạm 1 MBA ta đặt 1 tủ áptômát tổng và 1 tủ áptômát nhánh. Áptômát đƣợc chọn theo dòng làm việc lâu dài: IđmA ≥ Ilv max = Itt = đm tt U S .3 UđmA ≥ Uđmm 60 Với áptômát tổng sau MBA, để dự trữ có thể chọn theo dòng định mức của MBA: IđmA ≥ IđmB = đm đmB U S .3 Áptômát phải đƣợc kiểm tra khách hàngả năng cắt ngắn mạch: Icắt đm ≥ IN Dòng lớn nhất qua áptômát tổng máy 800 kVA Imax = 4,0.3 800 = 1155 (A) Dòng lớn nhất qua áptômát tổng máy 630 kVA Imax = 4,0.3 630 = 909,33 (A) Dòng lớn nhất qua áptômát tổng máy 400 kVA Imax = 4,0.3 400 = 577,35 (A) Bảng 3.17: Áptômát đặt trong các trạm BAPX Trạm biến áp Loại Số lƣợng Uđm (V) Iđm (A) Icắt N (kA) B1, B2 (2 x 800 kVA) C1251N C801N 3 4 690 690 1250 800 25 25 B3 (2 x 630 kVA) C1001N NS600E 3 4 690 500 1000 600 25 15 B4, B5 (1 x 400 kVA) NS600E NS400E 1 2 500 500 600 400 15 15 c. Chọn và kiểm tra cáp Chọn cáp đồng 3 lõi, cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA chế tạo. Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt: qdN tI.F Trong đó: 61 : Hệ số nhiệt độ, với đồng = 7 tqđ: Thời gian quy đổi Ngắn mạch trong hệ thống cung cấp điện đƣợc coi là ngắn mạch xa nguồn: I∞ = I” do đó thời gian quy đổi bằng thời gian tồn tại ngắn mạch. tqđ = tnm = tbv + tmc Ta lấy: Thời gian tác động của bảo vệ: tbv = 0,02s Thời gian tác động của máy cắt: tmc = 0,1s → tqđ = 0,12s Ta chỉ cần kiểm tra cho tuyến cáp nào có dòng ngắn mạch lớn nhất. Tuyến cáp trên thanh cái của B1 và B3 có IN = 6,5 kA Fmin = . IN qđt = 7 . 6,5 . 12,0 =15,76 < F =16 mm 2 Vậy chọn cáp 16 mm2 cho các tuyến là hợp lý. 62 Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn nhà máy 8DC11 TG 6,6 KV TG 6,6 KV 0,4 KV B4 3GD1 120-2B B1 B2 B3 B5 8DC11 8DC11 8DC11 8DC11 8DC11 8DC11 8DC11 8DC11 8DC11 4MS32 4MS32 3GD1 120-2B 3GD1 120-2B 3GD1 120-2B 0,4 KV 0,4 KV 0,4 KV 0,4 KV 63 CHƢƠNG 4. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ 4.1. PHỤ TẢI CỦA PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ Tổng công suất định mức (Pđm) của các thiết bị dùng điện trong phân xƣởng cơ khí là 639,6 kW trong đó công suất của các thiết bị điện là các máy cắt gọt nhƣ tiện, phay, bào, mài chiếm chủ yếu. Yêu cầu về cung cấp điện không cao lắm, điện áp yêu cầu không có gì đặc biệt mà chỉ là điện áp 0,38 kV. Phân xƣởng cơ khí có diện tích là 4714 m2 gồm 34 thiết bị chia làm 6 nhóm. Công suất tính toán của phân xƣởng là 578 kVA trong đó 80 kW sử dụng để chiếu sáng. Trong tủ phân phối đặt 1 áptômát tổng và 7 áptômát nhánh cấp điện cho 6 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng. 4.2. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ 4.2.1. Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho phân xƣởng cơ khí Mạng điện phân xƣởng thƣờng có các dạng sơ đồ sau: Sơ đồ hình tia: Nối dây rõ ràng. Độ tin cậy cao. Các phụ tải ít ảnh hƣởng lẫn nhau. Dễ thực hiện phƣơng pháp bảo vệ và tự động hóa. Vốn đầu tƣ lớn. Sơ đồ đƣờng dây trục chính: Vốn đầu tƣ thấp. Lắp đặt nhanh, độ tin cậy không cao. 64 Dòng ngắn mạch lớn. Thực hiện bảo vệ và tự động hóa khó. Từ những ƣu khuyết điểm trên ta dùng sơ đồ hỗn hợp của 2 dạng sơ đồ trên để cấp điện cho phân xƣởng. 65 Hình 4.1: Một số sơ đồ cấp điện a) Sơ đồ hình tia. b) Sơ đồ đƣờng dây trục chính c) Sơ đồ hình tia và liên thông TPP Phụ tải b) TPP c) ~ ~ TĐL1 ~ ~ ~ TĐL2 ~ TĐL3 ~ ~ TĐL3 ~ ~ ~ ~ ~ TPP TĐL1 ~ ~ TĐL2 ~ TĐL3 ~ ~ ~ TĐL4 a) ~ 66 Để cấp điện cho các động cơ máy công cụ, trong xƣởng đặt 1 tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp về cấp điện cho 6 tủ động lực đặt rải rác cạnh tƣờng phân xƣởng và 1 tủ chiếu sáng. Mỗi tủ động lực cấp điện cho 1 nhóm phụ tải. Đặt tại tủ phân phối của trạm biến áp 1 áptômát đầu nguồn, từ đây dẫn điện về phân xƣởng bằng đƣờng cáp ngầm. Tủ phân phối của xƣởng đặt 1 áptômát tổng đầu vào và 7 áptômát nhánh đầu ra cấp điện cho các tủ động lực và tủ chiếu sáng. Tủ động lực đƣợc cấp điện bằng đƣờng cáp hình tia, đầu vào đặt cầu dao, cầu chì, các nhánh ra đặt cầu chì. Trong 1 nhóm phụ tải, các phụ tải có công suất lớn đƣợc cấp bằng dƣờng cáp hình tia, các phụ tải có công suất bé thì có thể gộp thành nhóm và đƣợc cấp bằng đƣờng dây truc chính. 4.2.2. Chọn vị trí tủ động lực và phân phối Nguyên tắc chung: Vị trí của tủ động lực và phân phối đƣợc xác định theo các nguyên tắc nhƣ sau: Gần tâm phụ tải. Không ảnh hƣởng đến giao thông đi lại. Thuận tiện cho việc lắp đặt và vận hành. Thông gió thoáng mát và không có chất ăn mòn và cháy chập. 4.3. CHỌN TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC 4.3.1. Chọn tủ phân phối Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý của tủ phân phối AT A7 A1 67 * Chọn áptômát tổng: Phân xƣởng cơ khí có: 6 nhóm máy và hệ thống chiếu sáng (kết quả bảng phân nhóm chƣơng 2) Ix = đm ttpx U S .3 = 38,0.3 578 = 878,18 (A) Chọn áptômát đặt tại phía thanh góp TBA B3 và áptômát tổng của tủ phân phối ta chọn cùng 1 loại. Chọn áptômát loại C1001N có Iđm = 900 A. * Chọn áptômát nhánh: Để đồng bộ ta chọn cùng 1 loại áptômát cho các nhánh và chỉ cần chọn cho nhánh có dòng làm việc lớn nhất. IđmA ≥ Ilvmax = 38,0.3 ttnS = 38,0.3 168 = 255,25 (A) Chọn áptômát loại NS400N có Iđm = 300 A. Bảng 4.1: Thông số của các áptômát Loại Số cực Uđm (V) Iđm (A) Icắt N (kA) C1001N 3 690 900 25 NS400N 3 690 300 10 * Chọn cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực: Các đƣờng cáp từ tủ phân phối tới các tủ động lực đƣợc đi trong rãnh cáp nằm dọc theo tƣờng phía trong và bên cạnh lối đi lại của phân xƣởng. Cáp đƣợc chọn theo điều kiện phát nóng và điều kiện ổn định nhiệt khi có ngắn mạch. Do chiều dài cáp không lớn nên ta không cần kiểm tra lại theo điểu kiện tổn thất điện áp cho phép. Điều kiện chọn cáp: khc.Icp ≥ Itt Trong đó : Itt: Dòng điện tính toán của nhóm phụ tải. Icp: Dòng điện phát nóng cho phép tƣơng ứng với từng loại dây, từng loại tiết diện. 68 ._.